产业要闻

智能制造系统解决方案典型案例展示(二)

作者:来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2017-11-27 我要评论

  为大力发展智能制造,充分发挥智能制造系统解决方案供应商的重要作用,加快推动制造业转型升级,培育制造业竞争新优势,在工信部的指导下,2016年11月30日,由业内50余家单位发起成立了智能制造系统解决方案供应商联盟。联盟成立一年来,对培育和壮大智能制造系统解决方案供应商,搭建智能制造系统集成技术研发、行业应用和市场推广的一体化公共服务平台,促进智能制造系统集成共性技术和核心技术的交流与研究做出了积极贡献。为展示联盟成员取得的成果,本报特开辟专版,介绍联盟理事长单位在智能制造领域的实用化解决方案及典型案例,为国内智能制造企业提供相关借鉴。

  华为:提供边缘计算物联网解决方案

  华为是全球领先的信息与通信技术(ICT)解决方案供应商,专注于ICT领域,坚持稳健经营、持续创新、开放合作,在电信运营商、企业、终端和云计算等领域构筑了端到端的解决方案优势,为运营商客户、企业客户和消费者提供有竞争力的ICT解决方案、产品和服务,并致力于使能未来信息社会、构建更美好的全联接世界。目前,华为约有18万名员工,业务遍及全球170多个国家和地区,服务全世界1/3以上的人口。

  华为提供边缘计算物联网解决方案,方案由终端通信模块、边缘计算网关(AR系列)和敏捷控制器共同构成。终端通信模块支撑制造现场物联终端传感网络智能互联,边缘计算网关就近提供智能服务,敏捷控制器通过开放的API/eSDK与不同合作伙伴的制造行业应用系统开放对接,同时应用云管理的架构实现制造行业海量终端的智能联接和高效管理,助力行业数字化转型。

  1.工业互联梯联网解决方案

  电梯物联网解决方案使用华为敏捷物联网关及敏捷控制器(Agile Controller)产品,并与业界知名合作伙伴携手,为电梯设备制造厂商提供领先的端到端解决方案。拥有强大边缘计算能力及开放架构的物联网关,联接电梯控制器及各类传感器;基于SDN架构、具有千万级终端管理能力的敏捷控制器,提供设备管理、计算资源管理及应用管理等功能,并通过开放接口与合作伙伴平台和系统对接。

  方案可为电梯厂商提供百万部电梯统一联接和管理、业务自动化运维,以及芯片级、OS级、管道级和平台级的四重安全保障。通过实时采集电梯的运行数据,可对电梯进行数据仿真,结合云端大数据分析平台,可全面了解电梯各部件的“健康指标”,实现对电梯的预防性维护,即提前预知电梯可能发生的故障,提前进行维护保养。这将大幅提升电梯正常运行时间,让乘梯更安全。

  2.智能楼宇解决方案

  智能楼宇解决方案是华为边缘计算物联网EC-IoT(Edge-Computing-IoT)解决方案在楼宇行业的成功实践,可用于制造企业园区。该方案由华为物联网关(AR502系列)、敏捷控制器(Agile Controller)、Tridium (霍尼韦尔旗下独立运营的子公司)物联网中间件技术平台(Niagara Framework),以及合作伙伴各类传感控制设备、楼宇管理系统等组成。它实现了楼宇中复杂多样的控制设备之间的统一联接和互通、千万级物联终端的云化管理,以及楼宇管理的分布式部署和弹性扩展,大幅简化互操作性,提高工作效率,并最大程度节约智能楼宇的整合成本。

  3.智能机器人/机床

  华为与Infosys联合创新工业机器人/机床互联解决方案,通过边缘网关本地部署轻量级应用,实时判别工业机器人/机床故障隐患,最大程度避免突发故障,并根据不同设备的资源利用情况,优化产线资源,合理排产,帮助制造行业的客户实现工业机器人/机床降低停机时间70%,避免对产品质量的影响,降低不良品率40%;同时,助力工业机器人/机床制造商从设备制造商向服务商进行战略转型,确立新的增长点。

  4.智慧水务

  华为与威派格联合创新智慧水务解决方案,通过边缘计算网关实时监控设备和水质状况,结合大数据分析,预知设备故障,助力水务企业及运营管理部门降低故障时间70%,降低人力维护成本80%,保障供水质量。

  上自仪:建立“智慧工厂”助力“智慧企业”

  

  上海工业自动化仪表研究院有限公司(简称SIPAI)是国内最早开展智能制造研究及应用实践单位之一。早在2013年就成立了智能仪表与系统研究所,组织一批硕士博士研究人员开展智能制造相关技术的研究、产业化推广及系统集成工作,从智能工厂(车间)顶层方案设计、智能制造共性技术研究、智能制造装备及产品的研制、智能软件系统的开发及应用方面展开工作,形成了智能制造系统集成核心能力,并服务于高端装备制造领域。

  在智能制造系统项目实践中通过对高端装备生产线的工艺流程改造、车间制造网络的改建升级、智能装备的研制,实现生产线上数字化设计与制造的贯通。构建企业集成应用开发平台,通过开放接口将虚拟环境与基础架构融为一体,将生产自动化系统升级为网络化生产与信息物理融合的生产系统,实现由集中式控制向分散式增强型控制基本模式转变,对产业链分工进行重组,从自动化生产进入数字化生产、智能化生产、网络化生产。

  智能制造系统项目实施范围包括:通过对生产流程的优化、智能制造装备(如搬运机器人、焊接机器人、智能AGV小车等)的研制,以及智能系统及检测装置(如电子成像辅助装配装置、数控机床联网管理系统、智能制造信息跟踪系统、智慧维护系统、工业信息安全系统等)的开发,实现产品制造过程的数字化;并通过对机器人技术、在线刀具管理技术、数控机床联网集成技术、制造过程在线监测技术、专家系统开发技术、制造云构建技术、大数据技术、工业信息安全技术、虚拟制造技术等关键技术的研究,构建以制造执行系统(MES)为核心驱动的数字化、网络化的企业集成应用开发平台,实现企业经营业务管理数字化,包含构建ERP(企业资源计划)、SCM(供应链管理)、SRM(供应商关系管理)、CRM(客户关系管理)等;实现产品工程技术数字化,包含构建PDM(产品数据管理)、PLM(产品全生命周期管理)等的深度融合集成,全面实现高端装备产品从设计、加工(处理)、装配、检测、质控,到物流、服务全数字化贯通,从而实现生产制造设备融入到制造、工程、材料使用、供应链以及生命周期管理的工业工序中,能够智能处理产品特性、成本、物流管理、安全、时间以及可持续性等问题,提供最优化的高端装备产品制造方案。

  通过数字化生产、制造、服务网络的构建,实现制造过程模拟仿真、工艺数据库和工艺参数优化、在线检测和故障诊治、制造信息全程跟踪和产品质量追溯、精益生产管理等功能,生产模式也将从“集中型”向“分散型”转变,不同的生产设备既能够协作生产,又可以各自快速地对外部变化做出反应,最终形成高度灵活的、个性化和数字化的产品与高效、精益、柔性化的服务生产模式,并降低生产能耗。

  中国电信:发挥通信优势 支撑智能制造

  

  中国电信拥有全球规模最大的宽带互联网络和技术领先的移动通信网络,具备为全球客户提供跨地域、全业务的综合信息服务能力和客户服务渠道体系。长期以来,中国电信积极发挥通信行业信息化发展与建设主力军作用,把全面贯彻落实国家“宽带中国”战略、积极响应落实国家“互联网+”行动的指导意见作为深化转型的重大战略举措,支撑《中国制造2025》实施和制造强国、网络强国建设。

  1.潍柴工业互联网创新实践项目

  中国电信为了支撑高端发动机智能生产的转型升级,与潍柴集团紧密合作。通过部署PON+LTE专网,为智能生产提供良好的工业网络环境,建立工业大数据管控平台,逐步实现从“机器联网”到“设备性能优化”。

  在车间网络传输上,中国电信立足于构筑新一代智能通信网,在对传统工业交换机系统研究的基础上,结合最尖端的无源光网络通信技术的发展,开发了工业PON网络。工业PON网络的实施,解决了分布在车间各个区域的设备及信息终端网络的连接问题,与传统的局域网方案相比,提供了更高级别的抗干扰性、可靠性与传输效率。

  在大数据平台应用上,中国电信联合潍柴集团及信通院共同组建了专业的大数据团队,搭建了潍柴工业大数据实验平台。通过工业PON网络高速传输,满足平台对大数据量、高效率、稳定传输环境的要求。专家对阿特拉斯拧紧机一致性问题展开研究,建立了相应模型,开发了可视化大数据应用。帮助调整优化工艺参数、实现性能评估及故障预警,实现了不同批次螺栓一致性分布,并以此作为判断供应商螺栓质量的依据之一,帮助潍柴集团发动机出厂良品率提升0.75%,生产能耗费用降低2%。在国内外同类企业中,创新一套以数据为核心的多纬度的检测方法,为大数据实现发动机的预测性维护和生产节拍优化奠定基础。

  通过该平台,中国电信一方面与制造企业的工艺人员联合成立创新探索工业大数据课题组,共同探索大数据在生产工艺提升方面的应用实践;另一方面,吸引第三方专业机构,共同在大数据平台上发挥其专业知识特长,实验和验证其大数据分析的成果。目前该平台已经汇聚了订单、服务、生产等各方面数据,并且针对发动机总装生产工序的质量控制进行了大数据建模和分析,在生产效率提升领域,展开课题研究和实践。

  2.宁夏小巨人机床远程监控

  宁夏小巨人机床有限公司成立于2000年5月28日,是机床销量位居世界首位的山崎马扎克公司在中国的独资工厂,该公司年产机床1500台,主要为长城、本田等汽车零部件工厂、医疗器械工厂等生产智能机床。公司完全引用MAZAK最新智能风铃化工厂的构建理念、MAZAK最先进的生产装备和软件管理系统,建立起智能网络化的生产环境,被誉为“中国第一座智能网络化机械工厂”,开创了我国智能网络化工厂先河。

  基于物联网的数控机床远程监控方案是通过中国电信的LTE/NB-IOT网络,使用工业级DTU设备,将采集数控机床的运行数据传送到云端的数控机床远程管理系统,进行数据存储,并使用工业大数据技术实现数据分析及预测性维护,为数控机床制造商、数控机床使用商的各种应用提供支持。

  宁夏小巨人机床为了进行预测性维护,为每一台机床配备DTU实现远程监测、维护判断。用户平台为自研自建,用户通道选择为EVDO,使用标准L2TP的VPDN业务组网。

  通过智能DTU的接入很大程度解决了用户机床监控及初步判定预测等问题,帮助用户对所有机床设备进行监控,并且针对维护,可进行远程查勘,更好地降低了用户成本,提高了企业的品牌形象。

  3.中建钢构智能制造项目

  中建钢构的装配式建筑新材料和传统建筑材料相比优势明显,尤其在抗震性能、低碳环保、空间可得率等方面,与发达国家相比,发展空间巨大。为响应国家关于大力发展钢结构和装配式建筑、智能制造转型升级这两个战略导向,中建钢构联合中国电信上海理想等多家企业或机构申报了工信部的智能制造项目,开展智能制造新模式的探索。

  中建钢构选择将惠州工厂建设成为国内装配式建筑新材料领域的首个离散型的智能工厂,在厂内部署工业PON网络,实现各层级生产网络互联互通的数字化车间。以CPS集成中建钢构智能车间,进一步为新材料的优化、产线的优化、能耗的优化及设计与生产过程优化提供必要的数据支撑,形成中建智能制造参考模型。针对两种典型新材料,建设一个智能工厂和两个平台,实现大规模个性化定制、网络协同设计制造、离散型智能制造三种新模式。惠州工厂通过新模式的应用,逐步完成向企业和行业的推广。

  新松:满足工业机器人市场个性需求

  

  我国制造业的潜力巨大,一直保持全球第一大工业机器人市场的地位。工业机器人在汽车、电子、食品、卫浴、家电等行业得到日益广泛的应用,随着国家对环保和民生问题的高度重视,工业机器人在塑料、橡胶、化工等高污染行业,以及医药、生活用品等民生行业的应用范围也在不断扩大。

  1.汽车制造

  汽车制造业是机器人使用比重最大的行业之一,多车型、多批次的柔性生产线是汽车制造的实际情况。5年前,国内的汽车主机厂基本被国外机器人独占鳌头,而如今,长春一汽、华晨汽车等企业已实现了多条具备全自动点焊机器人生产、智能车型切换、混线生产、智能高速输送、白车身分布式检测与智能诊断等关键技术的新松机器人焊装生产线,总体技术国内领先,有力地增强了国产机器人在汽车领域的竞争力与影响力。

  2.家电制造

  电子行业是典型的劳动密集型产业,近些年电子行业的机器人应用暴增,据不完全统计,2017年上半年工业机器人在电子行业的应用比例已经高达35%,超过汽车行业成为第一大机器人应用行业,后续的应用数量还会继续增多。

  新松机器人抓住这一契机,在电子行业厚积薄发,以液晶电视的柔性化加工为例,新松机器人在液晶面板、背板等柔性装配作业过程中重视系统的快速性、精准性、灵巧性,并结合高速轻载工业机器人、灵巧执行机构设计、视觉快速识别及定位、手眼协同工作安全机制、机器人双机协作与交互作业等先进技术,实现了具有智能分类与自主定位能力的液晶电视柔性化加工系统,已将海信、创维、康佳、TCL等液晶电视的生产效率提高40%以上。

  3.卫浴设备加工

  在传统的卫浴设备行业中,施釉工序全部由人工完成,用工成本高、生产效率低、产品一致性差。而且由于操作工人长期处于恶劣的工作环境中,员工的健康问题也令企业头疼不已。

  以国产卫浴龙头品牌九牧厨卫股份有限公司为例,率先引进国内首条采用新松机器人的全自动施釉生产线,配套智能施釉专家系统,凭借整体化、参数化、专业化的优异性能保证整条产线各工位之间分工协作,可完成从马桶青坯来料至上釉全工序完成后下料的全流程自动化生产;线体涵盖扫码识别、灌釉、普白施釉、自洁釉施釉、检测清理等十几个工序,各单元设备与各工位接口的设计精细严谨,可保证产线的稳定、持久、高效自动化生产,形成了高度集成的机器人自动施釉系统。

  4.工程机械

  在工程机械及金属加工行业中,弧焊机器人作为中国发展较早的工艺类设备被广泛应用。但是由于焊接过程中环境、装配条件变化以及不确定因素干扰的存在,使得目前一般的示教再现型焊接机器人无法满足焊接生产质量及多样性的要求。

  在山东临工工程机械有限公司,为了加强焊接机器人的适应性与操作性,采用新松弧焊机器人融合了人的感官信息、经验知识、推理判断以及焊接过程控制等各方面的智能焊接技术,针对复杂轨迹焊缝与不规则焊缝,配备了接触传感检测、焊缝自适应、焊缝跟踪等功能,可缩短工作周期,并满足一般工业对焊缝一致性及产品外观的要求。

  配套的智能焊接专家系统通过对机器人信息的采集,获取机器人参数和焊接参数等多种信息,完成焊接数据信息化管理、机器人焊接设备管理、焊缝质量评估等方面工作,并可根据焊件工艺要求动态调整工艺,实现相关数据的分析处理、数据存储、同类产品的经验共享等功能。

  除此之外,新松机器人产业化应用也渗透在航空航天、高铁、造船、智能家装等领域,新松积极针对各行业提供定制化的机器人产品及解决方案,实现产业的协同创新发展。

  为满足市场个性需求,新松始终重视新产品、新领域的研发,致力于加深机器人行业及工艺探索,推广智能化应用技术及自主行为核心技术,提升认知智能和感知智能,全力打造高端、高品质、高性能的工业机器人产品及行业解决方案。


来源:中国电子报、电子信息产业网            责任编辑:赵强

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